Razones y soluciones para el fenómeno de caída de polvo después del recubrimiento en polvo

Razones y soluciones para el fenómeno de caída de polvo después del recubrimiento en polvo

La respuesta general de los fabricantes de líneas de producción de recubrimientos es que el principal factor que afecta la aceptación y retención de cargas por parte de las partículas de polvo es la constante dieléctrica del polvo. Cuanto menor sea la constante dieléctrica del polvo, más fácil será que las partículas se carguen, pero más fácil será que pierdan carga. Esto se refleja en la débil fuerza de adsorción del polvo sobre la pieza de trabajo, que hace que ésta se caiga bajo una ligera vibración. Para recubrimientos en polvo por pulverización electrostática, se debe utilizar una constante dieléctrica alta tanto como sea posible, lo que aumentará en gran medida la fuerza de adsorción del polvo.

Por la electrostática se sabe que la distribución de cargas superficiales en un conductor aislado cargado está relacionada con el radio de curvatura de la superficie. La densidad de carga es mayor en áreas con mayor curvatura (es decir, superficies afiladas) y la intensidad del campo eléctrico en el espacio circundante también es mayor. Cuando la intensidad del campo eléctrico alcanza lo suficiente como para ionizar el gas circundante, el extremo superior del conductor se descargará. Si se trata de una descarga negativa de alto voltaje, los electrones que salen del conductor serán acelerados por un fuerte campo eléctrico, lo que hará que choquen con las moléculas de aire y las ionicen para producir iones y electrones positivos. Los electrones recién generados se aceleran y chocan nuevamente, lo que provoca que las moléculas de aire formen un proceso de "avalancha de electrones". Los electrones tienen una masa pequeña y, cuando abandonan la región de ionización, son rápidamente atraídos por moléculas de gas mucho más pesadas, que se convierten en iones negativos libres. Este tipo de ion negativo se precipita hacia el electrodo positivo bajo la acción de la fuerza del campo eléctrico, produciendo una capa de descarga de halo en la ionosfera, que se llama descarga de halo. Cuando el polvo pasa a través de la periferia de la corona, se cargará mediante la colisión de iones negativos que se precipitan hacia el electrodo positivo.

La mayoría de los recubrimientos en polvo industriales son aislantes poliméricos estructuralmente complejos y los iones negativos solo pueden adsorberse en la superficie de las partículas de polvo cuando hay posiciones adecuadas en la superficie del polvo para recibir cargas. Para los iones negativos, este sitio puede ser una impureza cargada positivamente en la composición en polvo o un pozo de energía potencial en la composición, o puede ser puramente mecánico. Sin embargo, independientemente del mecanismo de adsorción, la deposición de iones sobre cada partícula de polvo no es fácil. La resistencia superficial de las partículas de polvo es muy alta y la carga no se redistribuirá debido a la conductividad, por lo que la distribución de la carga superficial es desigual.

Las partículas de recubrimiento en polvo están cargadas negativamente cerca del electrodo debido a la descarga de corona. Cuando las partículas de polvo salen de la boca, son expulsadas cerca de la pieza de trabajo (electrodo positivo) mediante la fuerza de transporte del aire comprimido y, guiadas por la fuerza del campo eléctrico, el recubrimiento se adsorbe firmemente en la pieza de trabajo. Generalmente, sólo se necesitan unos segundos para lograr un espesor de recubrimiento de 50-100 μ m. Al mismo tiempo que la capa de polvo alcanza un cierto espesor, se almacena una gruesa capa protectora de carga negativa en la superficie, lo que hace que las partículas de carga negativa posteriores sean repelidas y el recubrimiento ya no se espese. El proceso de recubrimiento ahora está completo.